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1、典型结构案例分析(1)课课前前预习预习1.单单杠的构件：杠的构件：_、_、_。2.杠体、立柱、拉杆的受力与杠体、立柱、拉杆的受力与变变形：形：杠体杠体:立柱立柱:拉杆拉杆:3.构件的基本受力形式：构件的基本受力形式：、和和。杠体：是器械的主体；杠体：是器械的主体；立柱、拉杆：共同支撑杠体并立柱、拉杆：共同支撑杠体并承受荷载。承受荷载。1、杆体基本变形1、拉伸、压缩2、弯曲、梁2、杠体的受力与、杠体的受力与变变形形从力学角度出从力学角度出发发，对结对结构理解构理解为为：结结构构是可承受一定力的架构形是可承受一定力的架构形态态，结结构可以构可以抵抗引起形抵抗引起形态态和大小和大小变变化的力。化的力
2、。单杠的受力和变形分析 球球球球F球小球对固定点的作用力的方向，从固小球对固定点的作用力的方向，从固定点指向小球球心所处的瞬间位置。定点指向小球球心所处的瞬间位置。单摆实验示意图运运动员动员在杠体上在杠体上转动转动，其，其侧视图侧视图与与单摆类单摆类似：杠体相当于固定点，似：杠体相当于固定点，人相当于小球。人相当于小球。所以，任意所以，任意时时刻，人刻，人对对杠体的作用杠体的作用力方向都是指向人重心所力方向都是指向人重心所处处的瞬的瞬间间位置。位置。思考思考题题1：杠体的受力与：杠体的受力与变变形如形如何？杠体何？杠体变变形的方向形的方向 运运动员动员在杠体上做在杠体上做动动作，如回作，如回环
3、环等通等通过过握杠握杠体的手，体的手，对对杠体施加了外力，包括人体杠体施加了外力，包括人体质质量和回量和回转转运运动产动产生的离心力，使得杠体生的离心力，使得杠体发发生弯曲生弯曲变变形。形。这这种外力称种外力称为为弯曲力。弯曲力。杠体弯曲杠体弯曲变变形的方向：杠体形的方向：杠体总总是朝着人体所是朝着人体所在的瞬在的瞬间间位置的方向位置的方向发发生弯曲。生弯曲。当人体静挂在杠体上当人体静挂在杠体上时时，两根立柱只承受，两根立柱只承受压压力。力。当人体回当人体回转转到到单单杠的一杠的一侧时侧时，经过经过杠体杠体传传到立到立柱上端的外力将柱上端的外力将对对立柱立柱产产生弯矩，使立柱生弯矩，使立柱产产
4、生生弯曲弯曲变变形形趋势趋势。固定于地基的垂直梁。固定于地基的垂直梁产产生抵抗生抵抗柱端的弯曲柱端的弯曲变变形。同形。同时时拉杆将起到拉杆将起到辅辅助立柱抵助立柱抵抗抗变变形作用。形作用。思考题思考题2：立柱、拉杆是如何受力：立柱、拉杆是如何受力与变形的？与变形的？离心力离心力弯曲力弯矩M弯矩M前侧后侧 弯矩M与弯矩M大小相等，方向相反，是一对平衡的弯矩，使单杠保持整体的稳定。思考思考1：课本13页，图1-19，运动员从单杠前侧向后侧运动，起削弱、平衡作用的是拉杆5 还是拉杆6？拉杆6二、棚室屋架结构分析棚室屋架结构是怎样受力的呢？（P14图1-20）屋面（棚盖）由前坡面组成，棚膜（塑料薄膜）
5、覆盖于前坡面上；屋面由梁承托，各梁分别由立柱和后墙支撑。棚室荷载与立柱受力承受的荷载主要分为恒载和活载。恒载包括屋面、梁的质量，属于不随时间变化而变化的永久性荷载。活载包括雪载、风载等，属于随情况变化而变化的可变性荷载。立柱P1P2永久性荷永久性荷载和雪载载和雪载立柱基础PPM2.梁的受力梁的受力材料被挤压材料被拉伸梁如平衡木，桥等都是梁的一种类型。中间高四周低呈弧形的曲面。拱结构:拱结构的应用拱结构十分美观，很多建筑物都采用了拱结构。赵州桥赵州桥为什么要采用拱结构呢？拱拱结结构受力：构受力：拱结构对承受荷载有利。荷载压力作用于拱上，圆拱再把力传到其四周的支撑上。例如雪荷载。小小试验试验大家一
6、起来做大家一起来做设计设计：用一用一张纸张纸做做桥桥梁梁,河面的河面的宽宽度度为为15CM，如何，如何只用一只用一张纸让张纸让你你设计设计的的桥桥梁能承受最大的梁能承受最大的重量？重量？1、哪种、哪种情况下纸情况下纸板的抗压板的抗压能力最强能力最强？2、还有、还有更好的方更好的方案吗？案吗？拉力拉力物体所承受的拉拽力物体所承受的拉拽力压力压力挤压物体的力挤压物体的力弯曲力弯曲力作用于物体作用于物体,使它产生弯曲的力使它产生弯曲的力剪切力剪切力两个距离很近两个距离很近,大小相等大小相等,方向相方向相反且作用于同一物体上的平行力反且作用于同一物体上的平行力扭转力扭转力反方向向物体两端均匀施力反方向向物体两端均匀施力,使使物体发生扭转形变的力物体发生扭转形变的力物体受到的力的种类物体受到的力的种类 列列举举几种几种结结构承受不同外力构承受不同外力的例子？的例子？本节小结一、单杠结构分析二、棚室屋架结构分析三、棚室荷载和立柱受力、梁的受力和拱结构的应用。结束语丹麦学者尼丹麦学者尼尔尔斯斯斯坦森斯坦森说说得好：得好：“我们所见的固然美好，我们明了的愈加美妙，我们尚未彻悟的更是 不胜其美，美不可言。”结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！48